Методическое пособие для студентов 1 курса по дисциплине "Информатика и ИКТ"
методическая разработка по теме

Инверсия: отрицание истины - ложь, отрицание лжи – истина.

В языке Бейсик операции логического отрицания соответствует логическая связка NOT.

Пример:  Пусть P=1, A=2

NOT A=P         Высказывание истинно      NOT A>P  Высказывание ложно

           0                                                                       1         

1. 0

Логическое следование

• Соединение двух простых высказываний с помощью оборота речи «если, то» называется операцией логического следования или импликацией.

Пример: А: 3*8=24

                В: Кит- морское животное

                С: Если 3*8=24, то кит морское животное                

Обозначение: С=А→В (из А следует В)

Таблица истинности логического следования:

С=А→В

Из истины не следует ложь.

В языке Бейсик операции логического следования соответствует логическая связка IMP.

Логическая эквивалентность

• Соединение двух простых высказываний с помощью оборота речи «тогда и только тогда, когда» называется операцией логического равенства или эквивалентностью.

Пример: А: 3*8=24

                В: Кит- морское животное

                С:  3*8=24, тогда и только тогда, когда кит морское животное                

Обозначение: С=А↔В, С=А~В ( А эквивалентно В)

Таблица истинности логического следования:

С=А↔В

В языке Бейсик операции логического следования соответствует логическая связка EQV.

Порядок выполнения логических операций:

1) NOT    2) AND    3)OR     4)     EQV     5) IMP

Логические элементы

Работа компьютера состоит в операциях над двоичными кодами и пересылке этой информации по линиям связи. Средством обработки двоичных сигналов в компьютере являются логические элементы. Причем, для реализации любых логических операций над двоичными сигналами достаточно элементов трех типов, реализующих три основные операции- И, ИЛИ, НЕ

• Электронные схемы, преобразующие сигналы двух фиксированных уровней напряжения, называются логическими элементами.

Из логических элементов собираются сложные устройства: счетчики, сумматоры, триггеры. Из триггеров формируются узлы компьютера.

Логический элемент на электронной схеме изображается в виде

1. Операция отрицания реализуется логическим элементом инвертором. Он имеет один вход и один выход. Если на вход подается потенциал, соответствующий 1 (например, 5 вольт), то на выходе будет потенциал, соответствующий нулю (0 вольт).

На электронной схеме инвертор изображается в виде

2. Операция логического умножения реализуется логическим элементом конъюнктором. Он имеет два входа и один выход. Если на один вход подается потенциал, соответствующий 1, а на второй вход потенциал, соответствующий 0, то на выходе будет потенциал, соответствующий нулю  ( см. таблицу истинности логического умножения).

На электронной схеме конъюнктор изображается в виде

3. Операция логического сложения реализуется логическим элементом дизъюнктором. Он имеет два входа и один выход. Если на один вход подается потенциал, соответствующий 1, а на второй вход потенциал, соответствующий 0, то на выходе будет потенциал, соответствующий единице ( см. таблицу истинности логического сложения).

На электронной схеме дизъюнктор изображается в виде

Вывод: Логические элементы являются преобразователями дискретного типа. На вход преобразователь получает информацию, на выходе демонстрирует результат преобразования. На вход подаются сигналы только двух типов 0 и 1. Такие и никакие другие сигналы получаются на выходе. В любой момент времени на любом входе и выходе удерживается какой- то один из сигналов 0 или 1. В процессе работы преобразователя сигналы сменяют друг друга скачком (дискретно)

Структурные формулы и функциональные схемы логических устройств

Сигнал, выработанный одним логическим элементом можно подавать на вход другого логического элемента. Это дает возможность образовывать цепочки из отдельных логических элементов.

• Цепочки логических элементов называются логическими устройствами
• Соответствующие электронные схемы называют функциональными схемами.
• Функциональная схема описывается структурной формулой.

Пример:   

  A

 B                                                

                                                 
Вывод: Структурные формулы исчерпывающим образом описывают логический преобразователь. Из отдельных логических элементов можно составить устройство арифметического назначения.

8. Программный принцип работы компьютера

• Компьютер- это автоматическое программно- управляемое устройство для выполнения любых видов работы с информацией.
• Программа- это указание на последовательность действий (команд), которую должен выполнить компьютер, чтобы решить поставленную задачу

По принципам устройства компьютер-модель человека, работающего с информацией, следовательно он выполняет 4 информационных функции человека:

1. прием (ввод) информации;
2. запоминание  информации (память);
3. процесс мышления (обработка информации);
4. передача (вывод) информации.

Компьютер включает в себя устройства, выполняющие функции мыслящего человека:

1. устройства ввода;
2. устройства запоминания - память;
3. устройства обработки - процессор;
4. устройства вывода.

Работа компьютера строго подчинена заложенной в него программе, человек сам управляет своими действиями

Схема Джона фон Неймана (схема устройств компьютера)

Архитектура современного компьютера была впервые предложена в 1946 г. американским ученым Джоном фон Нейманом, который сформулировал основные принципы работы ЭВМ.

   Устройства                           Внутренняя память                       Внешняя память

  ввода-вывода                            + процессор

Схема фон Неймана отражает принцип информационного взаимодействия устройств компьютера

Информация, обрабатываемая в компьютере программным путем, называется данными.

Программа , как и данные помещается в память компьютера.

• Программный принцип управления компьютером: работа компьютера управляется программой, которая во время своего выполнения находится во внутренней (оперативной) памяти.

4. Компьютерные модели

Модель-это упрощенное подобие реального объекта. Свойства модели определяются целью, ради которой она создается. Например: Манекен нужен для того, чтобы надеть на него одежду для рекламы. Поэтому манекен воспроизводит лишь форму и размер человеческого тела (способности ходить и разговаривать не требуется)

• Моделирование- замена реального мира его копией.
• Модель –совокупность отношений и объектов, которые выражают существенные стороны изучаемого процесса.

Материальные модели воспроизводят физические,  геометрические и другие свойства объекта. Примеры:  глобус, скелет, макеты зданий и мостов, модели самолетов, кораблей, автомобилей. Материальная модель- это физическое подобие объекта

• Модель, построенная из математических объектов (формул, чисел) называется математической.

 Она описывает соотношения между количественными характеристиками объекта моделирования. S=V*T; I=U/R

Предметом изучения информатики являются информационные модели.

• Информационные модели –объекты в образной или знаковой форме.

Информационная модель-это описание объекта

Компьютер позволяет работать с такими информационными моделями, которые требуют больших объемов вычислений , например: расчет прогноза погоды

Назначение информационных моделей заключается  в получении данных, которые могут быть использованы для подготовки и принятия решений экономического, социального, организационного и технического характера, для достижения наилучших показателей деятельности объекта моделирования. Прежде чем построить информационную модель производится системный анализ объекта моделирования. Задача системного анализа- выделить существенные свойства, связи моделируемой системы, определить структуры Объект моделирования можно рассматривать как систему. Система -это сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов) и существующий как единое целое. Всякая система имеет свое определенное назначение.  (функцию, цель). Структура- это совокупность связей между элементами системы, т.е. внутренняя организация системы. Для отражения состояния системы  используются статистические  и динамические модели. Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени называются статистическими ( строение молекул, строение Солнечной системы ).

Модели, описывающие процессы изменения и развития систем, называются динамическими (процесс протекания химической реакции, ядерной реакции, движение тел, развитие организмов и популяций).

Для отражения систем с различными структурами используются различные виды информационных моделей:

Табличные модели применяются для описания объектов, обладающими одинаковыми наборами свойств. Свойства объекта представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной таблицы.

Пример: Административная структура РФ

Объекты-города, свойства- принадлежность к административно-географическим зонам.

В иерархических моделях объекты распределены по уровням. Каждый элемент более высокого уровня может состоять из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента высокого уровня( генеалогическое дерево, классификация объектов например: модели)

Сетевые модели применяются для отражения таких систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру (сеть Интернет, телефонная сеть, процесс передачи мяча в футболе)

Основные этапы компьютерного моделирования:

Постановка задачи- описание объекта в общем виде, определение конечного результата.

Определение цели моделирования: от нее зависит какие характеристики объекта моделирования считать существенными, какие методы лучше подходят для решения задачи.

Анализ объекта моделирования: выделение существенных свойств объекта моделирования.

Формализация (определение и приведение к выбранной форме). Цель этапа - создание информационной модели. Формами могут быть: словесное описание, чертеж, таблица, схема, граф, алгоритм, компьютерная программа.

Разработка компьютерной модели для проведения эксперимента: создание модели для исследования с помощью компьютера, проверка данных и условий на противоречивость.

Компьютерный эксперимент: исследование модели, анализ результата на соответствие цели моделирования, уточнение модели

5. Алгоритм

Слово «алгоритм» возникло от европейского произношения фамилии великого арабского математика IX в. аль Хорезми, обосновавшего правила выполнения  4-х арифметических действий.

• Алгоритм- это конечная система правил, выполнение которых за конечное число шагов приводит  к результату.

Любой алгоритм предназначен для конкретного исполнителя

• Исполнитель- это человек или автомат, умеющий выполнять некоторый вполне определенный набор операций.

Алгоритмизация заключается в расчленении сложных действий на более простые, так называемые шаги (команды, инструкции, указания) исполнителя

Каждое такое указание должно быть понятно исполнителю, чтобы он мог решить задачу по указанному алгоритму

Информационная модель  (алгоритм) состоит из двух компонент:

• данных, т.е. совокупности букв, выражающих информацию , которую необходимо обработать.
• последовательности команд, которые предписывают последовательность действий, которые необходимо совершить над данными, чтобы получить результат.

Запись алгоритма на языке блок-схем

 Основные структуры алгоритма

1. Линейный алгоритм состоит из последовательности команд, выполняемых один раз в порядке их следования. Используется для реализации формул.

Пример 2.

 Вычисление площади круга.

1. Ввести значение R,PI.
2. Вычислить S=PI* R2
3. Сообщить S.

2. Разветвляющийся алгоритм содержит блок проверки условия, и  в зависимости от результата проверки, выполняется та или иная последовательность действий, называемая ветвью.

Пример 3.

Вечерние занятия

1. Бросить монету.
2. Если «орел», то шаг 5.
3. Буду учить уроки.
4. Идти к шагу 6.
5.  Пойду в гости к другу
6. Конец

Пример 4

Вычисление y=√x                              

1. Ввести X.                                                        
2. Если X≥0, то шаг 5.
3. Сообщить «корня не существует»
4. Идти к шагу 7.
5.  Вычислить Y1=+√X  Y2= -√X
6.  Cообщить Y1,Y2
7. Конец вычислений.

3. Циклический алгоритм содержит последовательность операций, выполняемых многократно.

Пример 5.

Русская народная сказка

1. Постановка проблемы царя.
2. N=1
3. Приход героя к царю
4. Получение царского задания № N
5. Выполнение задания  № N.
6. N=N+1
7. Если N<=3, то идти к шагу 3
8. Получение героем царского приза.
9. Конец.

Пример 6.

Вычислить Z=XK, т.е. Z=f(X,K)                           Да                       Нет                  

1. Задать X, K                                                    
2. Пусть Z=1
3. I=1
4. Z=Z*X
5. I=I+1
6. Если I<=K, то идти к шагу 4.
7. Печать Z
8. Конец

 Замечание: Условие I<=K является сложным условием, состоящим из двух простых (I

Свойства алгоритма

1. Дискретность (пошаговость). Выполнение алгоритма разбивается на последовательность законченных шагов- действий. Каждое действие должно быть закончено исполнителем прежде, чем он перейдет к выполнению следующего действия.
2. Точность. Запись алгоритма должна быть такова, чтобы выполнив очередную команду, исполнитель точно знал, какую команду надо выполнять следующей.
3. Результативность. Исполнение алгоритма сводится к выполнению конечного числа действий и всегда приводит к решению задачи. В качестве одного из возможных решений является установление того факта, что задача решения не имеет.
4. Массовость (универсальность). Означает возможность применения алгоритма к любому допустимому множеству значений.
   Иными словами алгоритм служит для решения целого класса задач.
5. Детерминированность (определенность). Означает однозначное толкование элементов алгоритма.
   Многократное выполнение алгоритма при одних и тех же исходных данных должно приводить к одному и тому же результату.

Вопросы для самопроверки:

1. Определение  информации
2. Перечислите виды информации
3. Назначение кодирования (декодирования) информации
4. Что является стандартом кодирования информации в компьютере?
5. Определение систем счисления
6. Приведите примеры непозиционных и позиционных систем счисления
7. Определение основания системы счисления.
8. Чем объясняется использование десятичной системы счисления ?
9. Почему при проектировании компьютера обратились к двоичной системе счисления?
10. Алфавит двоичной системы счисления.
11. Основание двоичной системы счисления.
12. Определение позиционной (непозиционной) системы счисления.
13. Операции, выполняемые в позиционных системах счисления.
14. Операции, выполняемые в непозиционных системах счисления.
15. Существуют ли дроби в непозиционных системах счисления ?
16. Существуют отрицательные числа в непозиционных системах счисления ?
17. Существуют ли отрицательные числа в позиционных системах счисления ?
18. Переведите название сказки «1001 ночь» из дввоичной системы в десятичную.
19. Осуществите перевод и проверку результатов перевода следующих чисел:

30510       D2      10710       D2       22510       D2          10010       D2     

20. Переведите десятичные дроби в двоичную систему.

0,4622          0,5625             0,7

Ответ записать с четырьмя  двоичными знаками после запятой.

21. Переведите смешанные десятичные числа в двоичную систему

124,25        23,875             17,185             22,147

Ответ записать с четырьмя  двоичными знаками после запятой

22. Что является общим в кодировании числовой, текстовой, графической и звуковой информации?
23. Что является стандартом для кодирования информации в компьютере?
24. Что является основной единицей измерения количества информации?
25. Сколько бит в 2,5 байтах?
26. Сколько байт в 3 Кб?
27. Сколько байт требуется для кодирования слова «мама», Вашей фамилии, имени?
28. Чем отличается кодирование цифры в тексте от кодирования цифры в вычислениях?
29. Найдите информационный объем растрового графического файла с шестнадцатью градациями серого цвета, состоящего из 10*10 точек
30. Какие подходы существуют к измерению информации?
31. для записи сообщения используется 64-х символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775байтовинформации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?
32. «Вы выходите на следующей остановке?»- спросили человека в автобусе. «Нет»,- ответил он. Сколько бит информации содержит ответ?
33. Что изучает логика?
34. Определение высказывания.
35. Пример простого высказывания.
36. Определение сложного высказывания.
37. Перечислите операции алгебры логики.
38. Что такое дедукция (индукция) ?
39. Определение базовых операций (дизъюнкции, конъюнкции, инверсии)
40. Определить истинность сложных логических высказываний
    Пусть А=10, В=5, С=2

 1) A>B AND C=0     2) A=B OR B=5   3) NOT A=B

41. Перечислите базовые логические элементы.
42. Определите, используя таблицы истинности основных логических операций, значения на входе (выходе) логических элементов. Определите, какие это логические элементы.

43. Назначение компьютера
44. В чем заключается программный принцип управления компьютером?
45. Что отражает схема фон Неймана?
46. Определение модели
47. Перечислите виды моделей
48. Приведите примеры материальных, математических, информационных моделей
49. Что такое статистическая (динамическая) информационная модель?
50. Приведите примеры статистической (динамической) информационной модели.
51. Перечислите виды информационных моделей для отражения систем с различными структурами
52. Перечислите основные этапы компьютерного моделирования
53. Определения алгоритма, исполнителя, системы команд исполнителя, программы, Перечислите основные структуры алгоритма и дайте их определение.
54. Приведите примеры линейного, разветвляющегося, циклического алгоритма.
55. Перечислите свойства алгоритма и дайте их определение

2.2. Основные информационные процессы и их реализация

2.2.1. Хранение информационных объектов

Состав компьютерной системы

Состав ПК

  Аппаратное обеспечение:                                  Программное обеспечение:

     технические устройства                                        информационная часть

 hardware (твердая компонента)                            software (мягкая компонента)

           Внутренняя                                                                          Внешняя

Внутренняя память (ОЗУ, ПЗУ,КЭШ)

Конструктивно внутренняя память реализована в виде модулей микросхем, расположенных на материнской плате, что позволяет дополнять объем оперативной памяти

• Емкость памяти – это максимальное количество данных, которое может в ней храниться, измеряется в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах.
• Быстродействие памяти определяется временем, затрачиваемым на поиск информации в памяти и на ее считывание  или временем на ее запись.

1. Оперативная память (оперативное запоминающее устройство-ОЗУ, Random Access Memory (RAM)- память с произвольным доступом.. Произвольный доступ означает , что время доступа не зависит от места расположения участка памяти).

1. Энергозависимая память  (микросхемы) для чтения и записи информации, хранящейся  кратковременно только при наличии электропитания,
2.  Быстрая память ( время записи/чтения- микросекунды),
3. Ограничена по объему. (128 Мб, 256 Мб, 512 Мб) В настоящее время объем  ОЗУ составляет несколько гигабайт.

Замечание: При недостаточном объеме оперативной памяти многие программы либо не будут работать совсем, либо будут работать крайне медленно.

2. Постоянная память (постоянное запоминающее устройство-ПЗУ, Read

Only Memory (ROM)- память только для чтения).

1. Энергонезависимая память  только для  чтения, микросхемы ПЗУ записываются на заводе- изготовителе.
2.  Постоянно хранятся программы и данные, необходимые для тестирования оборудования ПК, для загрузки ПК, т.е обслуживания ввода –вывода (BIOS-Basic Input-Output System , базовая система ввода-вывода)
3. Ограничена по объему ( Объем ПЗУ< Объема ОЗУ).

3. КЭШ (cache) Сверхбыстродействующая память, обеспечивающая ускорение доступа к оперативной памяти. При обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск данных в кэш памяти.

1. Энергозависимая память используется при обмене данными между процессором и RAM и хранит копии наиболее часто используемых участков оперативной памяти, между RAM и внешними носителями. Существует два типа кэш: внутренняя внутри процессора и внешняя на системной плате. Использование кэш сокращает число обращений к жесткому диску за данными.
2.  Очень быстрая сверхоперативная память
3. Ограничена по объему (8-64Кб).

• Вывод: Информационная структура внутренней памяти (битово-байтовая):

1. Внутренняя память дискретна, наименьшим элементом внутренней памяти является бит.
2. Наименьшая адресуемая часть внутренней памяти – байт.

Внешняя память (внешние запоминающие устройства (ВЗУ)

Назначение: для долговременного хранения информации, размещения больших объемов информации обмена ею с оперативной памятью.

1. Энергонезависимая память   для  чтения и записи информации..
2.  Медленная по сравнению с ОЗУ. (Для обращения к ней требуется больше времени, чем к внутренней)
3. Объем практически не ограничен с учетом возможности смены носителя.

Внешняя память

             Магнитные устройства                                   Оптические устройства

    НМЛ (Стримеры)                 НМД (дисководы)                       CD-ROM,DVD

    Кассетные накопители                Накопители                           оптические

    на магнитной ленте             на магнитных дисках              (лазерные) диски

    Накопители на гибких дисках        Накопители на жестком диске

          (floppy- дисках)                                       (винчестер)

• Характеристики ВЗУ:

1. Метод доступа к информации (ВЗУ делятся на ВЗУ с прямым доступом (НМД, CD-ROM), последовательным доступом - НМЛ).
2. Время доступа, т.е. скорость записи/считывания (по убыванию): жесткий диск, CD-ROM, гибкий диск, магнитная лента. Скорость считывания с гибкого диска в 10 раз медленнее, чем с винчестера.
3. Объем (по убыванию): винчестер (от 4 Гб), CD-ROM (640 Мб), гибкие диски (1,44 Мб, реже 2,88 Мб)

• Вывод :Информационная структура внешней памяти файловая

Наименьшей именуемой единицей во внешней памяти является файл.

Накопитель на  жестком диске (винчестер):

Первый накопитель на жестких дисках был создан  в 1973 г. по технологии фирмы IBM и имел кодовое обозначение «30/30» (двухсторонний диск емкостью 30+30 Мбайт), которое совпало с названием известного охотничьего ружья «винчесер», использовавшегося при завоевании Дикого Запада. В 1979г. Ф. Коннер и А. Шугарт организовали производство первых жестких пятидюймовых дисков емкостью 6 Мбайт.

Накопитель на жестком диске  ( hard disk drive, HDD,- устройство для долговременного хранения данных , в которых носители информации (магнитные диски) составляют единое целое с дисководом.).

В современных компьютерах HDD – основные средства для долговременного хранения программ, текстов, визуальных изображений используемых в работе с ПК.

Основные компании –производители винчестеров- Seagate, Western Digital, Samsung, Hitachi, Fujitsu.  Одной из важных характеристик жесткого диска является объем- количество информации, которую можно записать на диск.

Основные характеристики винчестера:

1. емкость – определяется максимальным объемом данных, которые можно записать на  винчестер. Прогресс в области создания и производства накопителей на жестких дисках приводит к тому, что ежегодно плотность записи ( а соответственно и емкость) увеличивается примерно на 60%.
2. среднее время доступа определяет фактическую производительность винчестера. Время,   необходимое винчестеру для поиска любой информации на диске измеряется миллисекундами. Среднее время доступа винчестеров составляет 7-9 мс.
3. размер кэш памяти (быстрой буферной памяти) 512 Кбайт-2 Мбайта
4. скорость передачи данных MDRT (Maximum Data Transfer Rate)

MDRT=SRT*512*RPM/60 (байт/с), где SRT –число секторов на дорожке, RPM- скорость вращения дисков (оборот/мин),512 –число байт в секторе. Средняя скорость передачи данных 10-15 Мбайт/с

5. время безопасной работы характеризует надежность устройства , указывается в документации и составляет 200000-500000 ч.

Накопители на компакт- дисках

В 1980 г. фирмы Sony и  Philips объединили свои усилия по созданию технологии записи и производства компакт- дисков с использованием лазеров. Начиная с 1994 г.дисководы CD-ROM становятся неотъемлемой частью конфигурации ПК.

Компакт-диски предназначены для хранения в цифровом виде записанной на него информации и считывания ее с помощью специального устройства дисковода для чтения компакт- дисков.

Компакт диск (CD, CD-ROM Compact Disk Read Only Memory)- выполненный с использованием специальной оптической технологии ( данные считываются с помощью лазера)

Обычно компакт – диски имеют в диаметре 12 см  и вмещают до 700 Мбайт информации (или 80 мин аудио). Информация на диске записывается в виде спиральной дорожки , так называемых питов (углублений), выдавленных на поликарбонатном слое. Данные с диска читаются при помощи лазерного луча, который просвечивает поликарбонатный слой, отражается от алюминиевого и считывается фотодиодом. Компакт- диски бывают штампованные на заводе , для однократной записи (CD-R), для многократной записи CD-RW.

Накопители DVD

В сентябре 1995 г. фирма Sony в союзе с восемью другими фирмами предложила новый универсальный формат записи на CD-DVD (Digital Versatile Disk – цифровой универсальный диск). Этот формат, удовлетворяющий требованиям к воспроизведению видеоизображения и к хранению данных, получил активную поддержку среди ведущих производителей CD.

DVD (Digital Versatile Disk) носитель информации, использующий для чтения данных луч лазера с меньшей длиной волны, чем для обычных CD-ROM, что позволяет хранить больший объем данных.

DVD по структуре данных бывают трех типов:

1. DVD-Video содержат фильмы (видео и звук);
2. DVD-Audio содержат аудиоданные высокого качества;
3. DVD-Data содержат любые данные.

По возможности записи DVD как носители бывают четырех типов:

1. DVD-ROM штампованные на заводе диски;
2. DVD+R/RW и DVD-R/RW диски однократной (R-Recordable) и многократной (RW-ReWritable) записи двух стандартов;
3. DVD-RAM диски многократной записи с произвольным доступом (RAM-Random Access Memory;
4. DVD- диск может иметь одну или две рабочие стороны м один или два рабочих слоя на каждой стороне.

Стандарты записи DVD+R/RW и DVD-R/RW были предложены разными альянсами производителей. Эти стандарты частично совместимы. В настоящее время все выпускаемые DVD-приводы могут читать оба формата дисков и большинство пишущих приводов также могут записывать оба типа болванок. Скорость чтения/записи DVD указывается кратной 1350 Кб/сек.

Замечание: Для считывания и записи информации на оптические носители используются оптические приводы:

CD-ROM/R/RW

DVD-ROM/R/RW

Накопители на  гибких дисках.

Первый гибкий диск был создан в 1971 г. в лаборатории фирмы IBM и имел диаметр 8''. С 1975 г. начался серийный выпуск дисководов формата 5,25''(емкость диска 360Кб), а с 1981г. стали стандартом диски 3,5''. В 1986 г. фирма IBM начала выпуск гибких магнитных дисков (дискет) 3,5'' емкостью 720 Кб, а с 1987   г. емкостью 1,44 Мб.

Для считывания и записи информации с гибких магнитных дисков используется периферийное устройство ПК-дисковод (Floppy Disk Drive –FDD)

Гибкие диски предназначены для создания резервных копий, переноса документов и программ с одного компьютера на другой.

Замечание: При современных объемах программного обеспечения и размерах файлов носитель информации на гибких дисках объемом всего 1, 44 Мб не в состоянии обеспечить обмен данными большого объема между ПК. Постепенно выходит из употребления

.

Форматирование дискет.

Для размещения информации на диске его поверхность разделяется на концентрические дорожки, которые в свою очередь делятся на сектора. (18 дорожек, 36 секторов, объем сектора 512 байт).

• Разметка диска на дорожки и сектора (форматирование)- проверка их пригодности для хранения информации, отбраковка плохих участков осуществляется на этапе подготовки нового диска к эксплуатации.
• Емкость дискеты вычисляется по формуле

Емкость дискеты =число сторон*число дорожек*число секторов*число байт в секторе

Имена дисководов:

1. Имя дисковода для считывания  с 3,5дюймового диска: А:
2. Имя дисковода для считывания  с 5 дюймового диска: В:
3. Имя винчестера: С:

Флэш-накопители

Флэш-память- разновидность энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно порядка 10000). Причина в том, что для записи в память необходимо сначала стереть участок памяти, а участок может выдержать лишь ограниченное число стираний. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или один байт без перезаписи всего участка. Преимуществом флэш- памяти над оперативной памятью является ее энергонезависимость. Преимуществом флэш-памяти над жесткими дисками, CD-ROM  и DVD является отсутствие движущихся частей. Флэш- память компактна, дешева (с учетом стоимости устройств чтения-записи), и обеспечивает более быстрый доступ. Недостатком по сравнению с жестким диском является относительно малый объем.

• Флэш- память предназначена для переноса документов и программ с одного компьютера на другой.

Накопители на магнитной ленте

Накопители на магнитной ленте применяются в системах резервного копирования. (Американская компания ADIC заявила о выпуске в ближайшем будущем накопителей на магнитной ленте для резервного копирования емкостью от 11 до 55 Тбайт, гарантийный срок хранения 30 лет)

Недостаток: низкое быстродействие.

2.2.2.Файл как единица хранения информации в компьютере

Информация на магнитных дисках хранится в файлах.  Она записывается на концентрических дорожках. Дорожки разбиты на секторы. Сектор является минимально адресуемым элементом информации на диске. Объем сектора гибкого диска 512 байт. На жестком диске минимально адресуемым элементом информации является кластер. Разбиение диска на дорожки и сектора (форматирование) выполняет служебная программа. Самая первая дорожка магнитного диска считается служебной. На ней хранится таблица размещения файлов FAT. В этой таблице компьютер заполняет адреса записанных файлов, для нахождения по имени файла номера дорожки и сектора, где он записан. Таблица для надежности дублируется. Работа на ПК сводится к работе с файлами . Файл- поименованное место на диске для хранения информации. Файл- это наименьшая единица хранения информации, содержащая последовательность байтов и имеющая уникальное имя.

Для удобства работы с файлами создаются каталоги (папки), объединяющие группы файлов (по смыслу).

• Каталог (папка) - поименованное множество файлов и подкаталогов.
• Самая первая папка на диске называется корневой. Ее имя совпадает с именем диска. Папка обозначается \ (косая черта).

Например: А:\ корневая папка диска А, С:\ - корневая папка диска С

Полное имя файла=Путь к файлу (адрес файла) и имя файла . расширение

Имя файла ≤ 255 символов в Windows (≤ 8 символов в MS-DOS). Нельзя использовать в именах файлов следующие символы: * \ | : <  > / «. Невозможно дать имя файлу LPT1, LPT2, LPT3, LPT4, LPT5, LPT6, LPT7, LPT8, LPT9, COM1, COM2, COM3, COM4, COM5, COM6, COM7, COM8, COM9,PRN, AUX,CON,NUL,CLOCK$,  т.к. Windows резервирует эти имена для обозначения устройств ввода-вывода, принтеров и т.д.

• Расширение (тип) файла  показывает, какой программой был создан этот файл, и какая информация в нем хранится.

Например: Заявление.doc- текст, созданный Microsoft Word

Ведомость.xls -электронная таблица, созданная Microsoft Excel

Для упорядочивания файлов на диске существует файловая система

• Файловая система- способ размещения файлов на диске., т.е. регламент, определяющий способ организации ,хранения и именования данных. В Windows используется иерархическая (в виде дерева) файловая структура. Современным пользователям ПК приходится иметь дело с файловыми системами для жестких дисков NTFS или FAT. NTFS –стандартная файловая система для операционных систем семейства  Microsoft Windows (Windows 2000, Windows XP, Windows Server 2003). NTFS имеет встроенные возможности разграничивать доступ к данным для различных пользователей и групп пользователей.

• Для однозначного определения расположения файла в ПК необходимо указать путь к файлу и имя файла.

Путь файла начинается с имени диска  и содержит имена папок, которые необходимо открыть, чтобы найти этот файл. (Путь поиска файла- перечень папок, начиная с корневой, которые надо открыть, чтобы найти файл) Для разделения имен папок используется \ (косая черта).

Например:

С:\ РОССИЯ \ЧЕЛЯБИНСК\ СТАЛЕВАРОВ\ Иванов.txt

С:\ ПИСЬМА\ ИСХОДЯЩИЕ\ Поздравление1.doc

                                                   C:\ (корневой каталог)

              РОССИЯ                                              ПИСЬМА                          TETRIS        

     ЧЕЛЯБИНСК     УФА             ИСХОДЯЩИЕ     ВХОДЯЩИЕ

СТАЛЕВАРОВ 27

                                                    Поздравление1. doc          Приглашение24.txt

Иванов.txt

C:\ -корневой каталог

РОССИЯ, ПИСЬМА, -каталоги первого уровня

ЧЕЛЯБИНСК,УФА, ИСХОДЯЩИЕ, ВХОДЯЩИЕ- каталоги второго уровня

Иванов.txt, Приглашение24.txt- текстовые файлы созданные программой Блокнот. Поздравление1.doc- текстовый файл, созданный программой MS Word.

Действия , выполняемые над файлами (каталогами): создание, переименование, перемещение, копирование, открытие, закрытие, удаление.

2.2.3. Поиск информации с использованием компьютера

Для поиска информации используются специальные поисковые серверы.

Поисковые серверы можно разделить на две группы:

• поисковые системы общего назначения;
• специализированные поисковые системы

Поисковые системы общего назначения являются базами данных, содержащими тематически сгруппированную информацию об информационных ресурсах Всемирной паутины

Такие поисковые системы позволяют находить Web-сайты или Web-страницы по ключевым словам в базе данных или путем поиска в иерархической системе каталогов.

Интерфейс таких поисковых систем общего назначения содержит список разделов каталога и поле поиска. В поле поиска пользователь может ввести ключевые слова для поиска документа, а в каталоге выбрать определенный раздел, что сужает поле поиска и таким образом ускоряет его. Заполнение баз данных осуществляется с помощью специальных программ-роботов, которые периодически обходят Web-серверы Интернета. Программы-роботы читают все встречающиеся документы, выделяют в них ключевые слова и заносят в базу данных, содержащую URL (Uniform Resource Locator)-адреса документов.

Поиск по ключевым словам

Поиск документа в базе данных поисковой системы осуществляется с помощью введения запросов в поле поиска. Простой запрос содержит одно или несколько ключевых слов, которые, по мнению пользователя, являются главными для этого документа

Сложный поиск осуществляется с помощью операторов алгебры Буля.

1. Знак + (&) Значение AND (и)

Система выдаст ссылки на те документы, в которых все перечисленные слова встречаются обязательно. Знак + ставится и перед первым словом, после слова пробел и + перед следующим словом

Например: +Компьютер  +энциклопедия  +Леонтьев

Логическому «и» соответствует пробел между словами в запросе, система будет искать эти слова в пределах фразы.

2. Знак – Значение NOT(без, не).

С помощью НЕ (-) вы можете исключить темы из поиска

Например Ягуар –кошка. Система выдаст сайты, где речь идет о машинах , а не о животных.

3. Знак | Значение OR (или). В документе должно находиться хотя бы одно слово.

Например:

Мерседес |  порше | ягуар –кошка Система выдаст сайты только одной из этих марок автомобилей.

4. Знак ! Точная форма. Система не будет использовать словоформы

Например: !масяня -!масяню. Выдаст сайты только с именем Масяня в именительном падеже, без родительного падежа

5. Знак / разделитель количества слов

Например: персональный /3 компьютер. Яндекс выдаст сайты, где слова компьютер и персональный отделены не более чем тремя словами

6. Кавычки “ “. Слова рядом.

Например “Алла Пугачева” Выдаст сайты, где имя и фамилия рядом.

Поиск в иерархической системе каталогов

Web-сайты в базе данных поисковой системы группируются в тематические каталоги- аналоги тематического указателя в библиотеке. Тематические разделы верхнего уровня содержат вложенные каталоги. Каталоги позволяют определить тему и составить список сайтов, которые могут оказаться полезными в поисках. Все каталоги построены по принципу «от общего к частному» и обладают древовидной структурой. Поиск информации в каталоге сводится к выбору определенного каталога, после чего пользователю будет предоставлен список ссылки на URL-адреса наиболее посещаемых и

Важных Web-сайтов и Web-страниц.

Специализированные поисковые серверы

Специализированные поисковые серверы позволяют искать информацию в других информационных «слоях» Интернета: серверах файловых архивов, почтовых серверах и др.

Поиск файлов

Для поиска файлов  на серверах файловых архивов существуют специализированные поисковые системы двух типов: поисковые системы на основе использования баз данных и каталоги файлов. Для поиска файла в системе с использованием базы данных достаточно ввести имя файла, если оно известно, в поле поиска и поисковая система выдаст  URL-адреса мест хранения данного файла . В базе данных российской файловой поисковой системы (http://www.filesearch.ru) содержатся сведения о 6 млн. файлов, размещенных на 2 тысячах серверов файловых архивов российской части  Интернета.

Для поиска:

• Открыть в браузере сервер http://www.filesearch.ru.
• В поле поиска ввести имя файла.
• Через некоторое время в окне браузера появится перечень ссылок на серверы файловых архивов, на которых хранится этот файл

Если имя файлов неизвестно, но зато известно его назначение (например, драйвер), то можно воспользоваться тематическим каталогом драйверов

Для поиска, например, драйвера принтера,

• на начальной странице поисковой системы щелкнуть по ссылке Драйверы.
• Выбрать в иерархическом дереве каталогов нужный тип принтера и активизировать ссылку на него.
• Будет выведен перечень URL-адресов серверов файловых архивов, откуда можно загрузить требуемый драйвер.

Поиск адресов электронной почты

Специализированные поисковые системы позволяют искать адрес электронной почты по имени человека или, наоборот, имя человека, хозяина адреса электронной почты. Примером такой системы может служить поисковая система  WhoWhere?,расположенная по адресу http://www.whowhere.com.

2.2.4. Передача информации между компьютерами

Компьютеры могут обмениваться с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных радиоканалов и др.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи связи и получателя информации. Если производится двусторонний обмен информацией, то отправитель и получатель информации могут меняться  ролями.

• Линия связи – это физические провода или кабели, соединяющие пункты (узлы) связи между собой, а абонентов – с ближайшими узлами.

При этом виды связи делятся на: проводные (телефонные, телеграфные и т.п.) и беспроводные, в которых, в свою очередь, выделяют: радио (всенаправленные, узконаправленные, сотовые и иные радио системы), радиорелейные и космические (спутниковые) устройства, системы и комплексы. Причем, например, передачу речи можно организовать по аналоговым и цифровым, проводным и беспроводным, телефонным и любым радио каналам связи.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность (скорость передачи информации)

• Пропускная способность канала равна количеству информации , которое может передаваться по нему в единицу времени

Единицы измерения скорости передачи информации

Бит в секунду бит/с (англ. bits per second, bps) — базовая единица измерения скорости передачи информации, используемая на физическом уровне сетевой модели OSI или TCP/IP.

 На более высоких уровнях сетевых моделей, - используется более крупная единица — байт в секунду (Б/c или Bps, от англ. bytes per second) равная 8 бит/c.

В отличие от бодов (baud; при двоичном кодировании боды также обозначают количество бит в секунду), битами в секунду измеряется эффективный объём информации, без учёта служебных битов (стартовые/стоповые/чётность) применяемых при асинхронной передаче. В некоторых случаях (при синхронной двоичной передаче) скорость в бодах может быть равной скорости в битах в секунду.

Производные единицы

Для обозначения больших скоростей передачи применяют более крупные единицы, образованные с помощью приставок системы Си кило-, мега-, гига- и т. п. получая:

Килобиты в секунду — Кбит/c (Kbps)

Мегабиты в секунду — Мбит/c (Mbps)

Гигабиты в секунду — Гбит/c (Gbps)

Основным устройством, обеспечивающим прием-передачу машиночитаемых данных по сетям связи, является модем.

Вариант связи двух компьютеров с помощью модемов.

• Модем обеспечивает модуляцию и демодуляцию сигнала при передаче по телефонным линиям.

Модуляция - это преобразование информации из дискретной цифровой формы в аналоговую, которое производится при передаче абонентом информации в сеть. Демодуляция –это обратное преобразование , происходящее во время приема информации. Модемы различаются по конструктивному исполнению на внутренние и внешние.

2.2.5. Управление процессами. Представление об автоматизированных и автоматических системах управления

В любом процессе управления происходит взаимодействие двух систем- управляющей и управляемой.Если они соединены каналами прямой и обратной связи, то такую систему называют замкнутой или системой с обратной связью.

                                                 Канал обратной связи

                                             Канал прямой связи

По каналу прямой связи передаются команды, вырабатываемые в управляющем органе. По этим командам управляемый объект осуществляет свои функции.

В свою очередь управляемый объект по каналу обратной связи передает информацию о состоянии управляемого объекта. В управляющем объекте полученная информация анализируется и используется для выработки новых команд для управления объекта.

Пример процесса управления: Поддержание постоянно заданной температуры с помощью термостата.

1. Выполняя управление вручную человек должен
   наблюдать за показаниями термометра
2. Сравнивать эти показания с заданной температурой
3. При наличии разности изменить температуру нагревательного прибора так, чтобы эта разность стремилась к нулю

Структура автоматизированной системы, предназначенной для решения такой задачи , сводится к схеме:

                                                                                             Управление

                                                                                                          Задание   (программа)

1. Измерительный орган измеряет температуру и передает управляющему органу в удобном виде.
2. Управляющий орган сравнивает с заданным значением. При наличии расхождения передает соответствующую команду в исполнительный орган.
3. Исполнительный орган восстанавливает значение регулируемой величины.

В качестве исполнительных органов выступают двигатели, электромагниты.

Рассмотренная система является примером системы автоматического регулирования.

• Система автоматического регулирования (САР) - система, способная автоматически поддерживать некоторую регулируемую величину в заданных пределах.

САР используются для регулирования любых физических величин: температуры печи, давления и химического состава газа в камере, скорости вращения двигателя, напряжения в электросети.

Управляющий орган (регулятор) выполняет функцию человека- оператора. Т.е. в составе САР  должны быть датчик (измеритель), осуществляющий сбор информации, логическое устройство (управляющий орган), исполнительное устройство. САР представляет собой замкнутую цепь воздействий.

• Вывод: Наличие обратной связи дает возможность приводить регулируемую величину к заданной.

1. Управляющие системы для выработки управляющих решений

• Системы автоматического управления (САУ) работают без участия человека, предназначены для управления техническими устройствами, технологическими процессами (автоматизированные линии на производственном предприятии). В таких системах реализована кибернетическая система с обратной связью. Роль системы управления выполняет компьютер, который работает по программе, составленной программистами. Управление САУ происходит в режиме реального времени
• Автоматизированные системы управления АСУ) для оперативного предоставления человеку информации необходимой для принятия решения. Крупные АСУ обеспечивают управление предприятиями

Вопросы для самопроверки:

1. Где расположены микросхемы внутренней памяти?
2. Назначение и особенности ОЗУ (RAM).
3. Назначение и особенности ПЗУ (ROM)
4. Какова информационная структура внутренней памяти?
5. Назначение внешней памяти
6. Перечислите характеристики внешних запоминающих устройств
7. Перечислите основные характеристики винчестера
8. Назначение форматирования
9. Назначение флэш-накопителей
10. Назначение накопителей на магнитной ленте
11. Какой вид внешней памяти обладает самой высокой скоростью обмена информацией.
12. Определение файла (каталога).
13. Назначение FAT-таблицы.
14. Форматирование диска.
15. Корневая папка.
16. Назначение типа (расширения) файла.
17. Что такое путь поиска файла?
18. В приведенном примере

C:\INFORMATIC\PRIM\TEST\ArhitecturaPK.doc укажите :

1. имя корневого каталога
2. имя каталога второго уровня
3. расширение имени файла
4. имя каталога, в котором находится файл ArhitecturaPK.doc
5. путь поиска файла ArhitecturaPK.doc
6. с помощью какой программы был создан файл ArhitecturaPK.doc
7. К какому типу (исполнимый/неисполнимый) файлов относится файл ArhitecturaPK.doc

19. Выберите верное утверждение:

Файл-это

1. единица представления информации в ПК
2. единица передачи информации в ПК
3. единица хранения информации в ПК
4. единица измерения информации в ПК

20. Не какие  группы делятся поисковые серверы?
21. Определение линии связи
22. Приведите пример проводного (беспроводного) канала связи
23. Что является пропускной способностью канала связи?
24. Перечислите единицы измерения скорости передачи информации
25. Назначение модема
26. Определение САР
27. Приведите схему САР
28. Назначение обратной связи в САР.
29. Где существуют информационные процессы?
30. Чем определяются поколения ЭВМ?
31. Назначение управляющего органа в САР.
32. Система терморегуляции человека это:

1. Разомкнутая система с обратной связью
2. Разомкнутая система без обратной связи
3. Замкнутая система с обратной связью
4. Замкнутая система без обратной связи

33. В чем заключается отличие АСУ от САУ

Тема 3

3. Средства информационных и компьютерных технологий

План:

3.1. Архитектура компьютеров.

Многообразие внешних устройств. Основные характеристики компьютеров. Многообразие компьютеров. Виды программного обеспечения компьютеров

3.1.1.Магистрально- модульный принцип построения ПК.

3.1.2. Аппаратное обеспечение

3.1.3. Основные характеристики компьютера

3.1.4. Структура ПК

3.1.5. Связь компьютера с внешними устройствами.

3.1.6. Многообразие внешних устройств

3.1.7.Многообразие компьютеров

3.18. Виды программного обеспечения

3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть.

3.3. Защита информации. Антивирусная защита

3.1. Архитектура компьютеров.

Многообразие внешних устройств. Основные характеристики компьютеров. Многообразие компьютеров. Виды программного обеспечения компьютеров

3.1.1.Магистрально- модульный принцип построения ПК.

• Архитектура ПК – описание устройств и принципов работы ПК без подробностей технического характера.

В основу архитектуры современных ПК положен магистрально- модульный принцип, который позволяет потребителю самому комплектовать нужную конфигурацию компьютера и производить при необходимости ее модернизацию. Модульная организация компьютера опирается на магистральный (шинный) принцип обмена информацией между модулями. Компьютер предназначен для представления, хранения, передачи и обработки информации. Устройства ПК (модули) выполняют эти задачи.

3.1.2. Аппаратное обеспечение

Минимальный состав аппаратуры, необходимый для работы персонального компьютера, называют основным или базовым комплектом.

Аппаратное обеспечение

  Базовый комплект                                          Дополнительные устройства

           (ядро)                                                       (периферийные устройства)

  системный блок                                                  принтер

  монитор                                                               сканер

  клавиатура                                                           модем

  манипулятор «мышь»                                         дисковод CD-ROM (CD-RW)

В настоящее время большинство персональных компьютеров выполнены в виде настольных ПК (desktop-PC) и в виде ноутбуков (notebook PC)

Системный блок.

Системный блок - важнейшая часть ПК. Представляет собой единый корпус, в котором расположены основные функциональные компоненты компьютера в виде электронных схем и устройств.

1. Процессор
2. Память компьютера: внутренняя и внешняя
3. Системная шина
4. Контроллеры внешних устройств
5. Электромеханическая часть (блок питания, система вентиляции, индикации, защиты)

Материнская плата.

• Аппаратной основой ПК является системная (материнская) плата.

 Она является главной платой в системном блоке компьютера. На ней расположены важнейшие микросхемы: процессор и внутренняя память.

Материнская плата (motherboad)- это выполненный в виде печатной платы узел,  котором осуществляется монтаж основных компонентов компьютерной системы.

Наиболее важной частью материнской платы является  чипсет.

• Чипсет ( Chipset)- набор микросхем или набор системной логики. Это одна или чаще две микросхемы, выполняющие роль взаимодействия между составными частями компьютера, такими как центральный процессор (ЦП), память, порты ввода-вывода и др. компоненты компьютера.

Чипсет в большой степени определяет производительность материнской платы

На материнской плате обычно располагаются гнезда для подключения центрального процессора , оперативной памяти и различных плат расширения.

На большинстве современных материнских плат уже смонтированы звуковая  и сетевая карта, реже- видеоадаптер.

Системные платы выпускаются в нескольких форм- факторах. Форм- фактор материнской платы –совокупность форм, размеров, расположения элементов крепежа, разъемов.

3.1.3. Основные характеристики компьютера

Центральный процессор

• Центральный процессор –основная микросхема компьютера, осуществляющая обработку информации.

Центральный процессор (ЦП, центральное процессорное устройство, ЦПУ, CPU) – это основной элемент программного обеспечения компьютера, в котором происходит вычислительный процесс. Современный процессор состоит из огромного набора электронных безынерционных переключателей-транзисторов. С увеличением количества транзисторов улучшаются скорость и производительность микропроцессоров.

Первый  представленный в 1971 году корпорацией Intel  процессор Intel 4004содержал 2300 транзисторов и работал с тактовой частотой 106 КГц. В 1978 году корпорация Intel выпустила знаменитый чип Intel 8086, давший начало современным процессорам для ПК. Этот процессор имел 29000транзисторов и работал с частотой 5 МГц. Наиболее популярные процессоры сегодня производят фирмы Intel и AMD (Advanced Micro Devices).

На любом процессорном кристалле находятся:

1. процессор, главное вычислительное устройство, осуществляющее арифметические и логические операции над данными, состоит из миллионов логических элементов- транзисторов;
2. сопроцессор- специальный блок для операций с «плавающей точкой» (или запятой). Применяется для особо точных и сложных расчетов, а также для работы с рядом графических программ;
3. кэш- память первого уровня – сверхбыстрая память для хранения промежуточных результатов вычислений

• Функции процессора :

1. Арифметическая (выполнение математических операций)
2. Логическая (выполнение логических операций)
3. Управления (управление устройствами компьютера)

Каждая функция реализуется соответствующим блоком, т.е. процессор имеет три блока : арифметический, логический управления.

• Основные характеристики процессора :

1. Тактовая частота- количество элементарных операций, выполняемых процессором за одну секунду. Измеряется в Мгц(мегагерц).
2. Разрядность- количество бит, обрабатываемых за один такт (16,32,64 бита)
3. Объем памяти, к которой может адресоваться CPU, определяется объемом оперативной памяти

Ячейки памяти процессора называются регистрами. Информация в регистрах не хранится , а обрабатывается.

• Вывод: Производительность ПК зависит от характеристик процессора.

Характеристики процессоров  приведены в таблицах :

Таблица 1

Таблица 2

3.1.4. Структура ПК

                    Микропроцессор                Внутренняя память

                         Информационная магистраль (шина)

                                            Контроллеры

                                     Внешние устройства    

Структура шин

• Шина( Bus) совокупность проводников на материнской плате для обмена информацией между устройствами ПК

Шина имеет места для подключений внешних устройств- слоты.

Классификация шин по функциональному назначению

1. Системная шина (шина CPU) используется микросхемами Chipset для обеспечения взаимодействия между процессором и остальными устройствами ПК.
2. Шина кэш памяти предназначена для обмена информацией между CPU и кэш памятью
3. Шина памяти  используется для обмена между оперативной памятью RAM и CPU/
4. Шины ввода/вывода (локальная и стандартная):

1. Локальная шина ввода/вывода- скоростная шина для обмена между быстродействующими устройствами ( видеоадаптер, сетевые карты, карты сканера) и системной . Используется шина PCI (Personal Component Interconnect). Для ускорения ввода-вывода видеоданных шина AGP (Accelerated Graphics Port).
2. Стандартная шина ввода-вывода используется для подключения более медленных устройств (мышь, клавиатура, модем). Используется шина стандарта ISA (Industrial Standart Architecture). В настоящее время- шина USB (Universal Serial Bus).

Архитектура любой шины:

1. Контроллер шины осуществляет управление процессом обмена данными  и служенными сигналами. Выполняется в виде отдельной микросхемы либо в виде совестного набора микросхем (Chipset)
2. Шина данных предназначена для обмена данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты и памятью RAM.
3. Шина адреса: служит для указания адреса к какому либо устройству ПК , с которым CPU производит обмен данными. (Каждый компонент ПК, каждая ячейка RAM имеют свой адрес).

Шина управления: передает управляющие сигналы (записи/считывания, готовности к приему /передаче данных, подтверждения приема данных, аппаратного прерывания) для обеспечения передачи данных

Структура шины

Выводы:

1. Информация . необходимая для загрузки ПК, хранится в ПЗУ.
2. Обработка данных в ПК осуществляется с помощью процессора. Процессор связывается с оперативной памятью RAM (ОЗУ) по адресной шине и получает данные по шине данных. Полученные данные процессор размещает в своих ячейках памяти, называемых регистрами. Размер регистра определяет разрядность процессора. Процессор получает инструкции от программ, хранящихся в RAM (ОЗУ). Каждая инструкция выполняется за несколько тактов.
3. Для долговременного хранения информации используются ВЗУ (внешние запоминающие устройства).
4. Когда компьютер выключен, часто используемые программы и данные хранятся на жестком диске.
5. При включении компьютера программа , с которой работает пользователь,  переносится в RAM (ОЗУ). Данные, необходимые программе, вызываются с жесткого диска в оперативную память , где обрабатываются и отправляются назад для хранения в виде файлов.

3.1.5. Связь компьютера с внешними устройствами.

• Все устройства ПК кроме процессора и внутренней памяти называются внешними.

Связь ПК с различными внешними устройствами осуществляется через порты- специальные разъемы на тыльной стороне системного блока.

Дисководы гибких, жестких, лазерных дисков устанавливаются внутри системного блока. Каждое внешнее устройство взаимодействует с процессором ПК через контроллер, программируемое устройство . служащее для управления периферийными устройствами, подключенными к ПК.

Платы и слоты расширения обеспечивают принцип открытой архитектуры. Слотом называется разъем, куда вставляются платы расширения (видеокарта, звуковая карта, сетевой адаптер)

Видеокарта (videocard)

Видеокарта (графическая плата, видеоадаптер)- устройство, преобразующее формируемое программным обеспечением компьютера изображение в сигнал, который может быть отображен на мониторе. По мере усложнения и возрастания требований к компьютерной графике на видеокартах появились специализированные графические процессоры. Современные видеокарты стали называть «графическими ускорителями» (graphics acceleration), т.к. они не ограничиваются простым выводом изображения; они имеют встроенный микропроцессор, который сам производит обработку графики, разгружая таким образом центральный процессор.

Видеокарта включает в себя следующие компоненты: графический микропроцессор, микросхема BIOS, видеопамять, цифроаналоговый преобразователь, контроллер интерфейса. Видеокарта может быть как  встроенной, так и являться платой расширения, вставляемой в специальный разъем для видеокарт на материнской плате.

Звуковая карта (Sound card)

Звуковая карта (звуковая плата, музыкальная плата)- это устройство, которое позволяет работать со звуком на  компьютере. В настоящее время звуковые карты, как правило, бывают встроенными в материнскую плату или могут быть выполнены как отдельные платы расширения и как внешние устройства.

Сетевая карта (NIC,Network Interface Card)

Сетевая карта ( сетевая плата, сетевой адаптер, Ethernet-адаптер)- устройство, обеспечивающее взаимодействие одного компьютера с другими посредством локальной сети. В современных компьютерах, как правило, сетевая карта встроена в материнскую плату, также выпускаются сетевые карты в виде плат расширения и внешних устройств. Сетевые карты различаются по типам сетей, к которым они обеспечивают подключение.

3.1.6. Многообразие внешних устройств

1. Устройства ввода-вывода

Компьютерные устройства ввода-вывода-устройства, позволяющие компьютеру осуществлять взаимодействие с пользователем.

Многообразие периферийных устройств ввода определяется принципом ввода и видом вводимой информации.

                                                 Устройства  ввода

    Устройства с прямым вводом                   Устройства с клавиатурным вводом

  Манипуляторы          Сенсорные          Сканеры                Устройства

                                                                                            распознавания речи

1. Стандартное устройство ввода –клавиатура.
   Клавиатура служит для ввода текста и управления компьютером. Состоит из четырех частей: алфавитно- цифровой, функциональной, цифровой, клавиш управления курсором
2. Манипуляторы: джойстик, мышь, трекбол (шаровой манипулятор).
3. Сенсорные устройства ввода: сенсорный манипулятор (коврик без мыши), сенсорный экран, световое перо, графический планшет (дигитайзер).
4. Сканер распознает изображение, создает его электронную копию.

5. С помощью обычного микрофона речь вводится в компьютер и преобразуется в цифровой код. Лучшие системы распознавания речи распознают до 30 тыс. слов

                                                    Устройства вывода

          Мониторы                       Принтеры                           Плоттеры

Монитор предназначен для отображения символов и графической информации. По принципу действия мониторы бывают : электронно – лучевые( ЭЛТ), жидкокристаллические (ЖК-мониторы), плазменные. Характеристики мониторов: разрешающая способность экрана (число точек- пикселей по горизонтали и вертикали, например 800*600, 1024*768), расстояние между точками (0,22- 0,43 мм), величина диагонали экрана в дюймах (9-41``).

Принтер- устройство для вывода твердой копии (распечатки) текста или графики ,как правило, на бумагу.

Плоттеры или графопостроители предназначены для вывода графической информации, создания схем, карт, объемных изображений.

3.1.7.Многообразие компьютеров

Все компьютеры можно разделить на несколько категорий

• базовые настольные ПК- универсальные настольные ПК;
• мобильные компьютеры- карманные (ручные), блокнотные, или планшетные, ПК (ноутбуки), а также носимые (надеваемые)компьютеры и телефоны-компьютеры;
• специализированные ПК- сетевые компьютеры, рабочие станции и серверы высокого уровня;
• суперкомпьютерные системы.

Каждой категории компьютеров соответствует своя специфичная программно-аппаратная инфраструктура

3.1.8. Виды программного обеспечения

• Программное обеспечение (ПО) –это совокупность программ, хранящихся на устройствах долговременной памяти компьютера и предназначенных для массового использования.

                                         Классификация ПО

Системное ПО                 Прикладное ПО            Системы программирования

  Общего назначения                                        Специального назначения

  Текстовые редакторы                                    Бухгалтерские пакеты

  Графические редакторы                               Системы автоматизированного

  СУБД  (базы данных)                                    проектирования (САПР)

  Электронные таблицы                                  Математические пакеты

  Коммуникационные                                      Экспертные системы  

  (сетевые) программы                                     Педагогические программные

  Компьютерные игры                                    средства        

Прикладное ПО (общего и специального назначения)- это программы, с помощью которых пользователь решает свои информационные задачи , не прибегая к программированию.

                                                        Системное ПО

Операционные системы      Диалоговые оболочки        Сервисное ПО                        

Системное ПО предназначено для обслуживания самого компьютера, для управления работой его устройств.

1. Операционная система-набор программ, управляющих ОЗУ, процессором, внешними устройствами и файлами, ведущих диалог с пользователем.
2. Диалоговые оболочки- надстройки к ОС, обеспечивающие пользователю дружественный интерфейс, удобный для пользователя способ общения с ПК. (Norton Commander, FAR, TOTAL Commander)
3. Сервисное ПО: программы обслуживания дисков(копирование, форматирование и т.д), программы сжатия файлов на дисках (архиваторы), антивирусные программы.

Системы программирования: средства для создания, отладки и выполнения программ на языках программирования (инструмент программиста).

Операционная система (ОС, OS, Operating System)

• Операционная система- это набор программ, управляющих работой ПК.

Под управлением ОС работает все установленное на ПК аппаратное и программное обеспечение. ОС обеспечивает связь между пользователем, программными и аппаратными средствами.

• Основное назначение операционной системы- управлять ресурсами компьютера.

Различают системные (инструментальные) и пользовательские (прикладные) ресурсы. Системные ресурсы –низкоуровневые , т.е. которые согласовывают система и машина: время работы процессора, оперативная память, память на постоянных носителях, возможности разнообразных внешних устройств и время их работы. Пользовательские ресурсы - это требования к системе , выраженные в терминах объектов прикладной области. Это может быть файл или таблица, окно для рисования в графической системе, документ в системе печати, мелодия в динамике, запущенное задание, массив в памяти. . Задача в ОС- это объект системы, выполняющий системные или прикладные функции и потребляющий системные ресурсы.

С точки зрения вычислительной системы, ОС – это программа, которая должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины так, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования.

Функции ОС:

1. Диалог компьютера с пользователем (принимает и выполняет команды пользователя)
2. Распределение аппаратных ресурсов ПК (ОЗУ, места на диске, процессорного времени)
3. Осуществление загрузки в ОЗУ программ, передачи им управления в начале работы, выполнение действий по запросу программ, освобождение ОЗУ при их завершении
4. Организация хранения информации в ПК, обеспечение доступа программ к устройствам ввода –вывода.
5. Организация и управление файловой структурой
6. Обеспечение работы в сети

Загрузка ОС:

При включении питания процессор обращается к микросхеме ПЗУ (ROM), в которой записан пакет служебных программ, обеспечивающих проверку систем компьютера и обращение жесткому диску, где хранится ОС. Этот комплекс программ называется BIOS (базовая система ввода-вывода).

Состав ОС:

1. Командный процессор: программа, обеспечивающая диалог ЭВМ с пользователем.
2.  Модуль управления файловой системой:

1. Сохранение информации в ВЗУ
2. Чтение информации из файлов
3. Удаление файлов
4. Переименование файлов
5. Копирование файлов
6. Вывод на экран каталога и пр.

3. Драйверы внешних устройств: набор программ, обеспечивающих взаимодействие процессора с внешними устройствами
4. Модуль графического интерфейса. Основан на представлении пользователю системных объектов и функций в виде графических компонентов экрана: окон, значков, меню, кнопок, списков. Впервые коммерческое воплощение графический интерфейс получил в продуктах компании Apple Computer, а затем стал стандартом большинства доступных ОС.

Примеры ОС: MS-DOS, WINDOWS, UNIX, LINUX

Замечание: BIOS- не ОС, а базовая система ввода-вывода!

Классификация ОС:

1. По типу использования ресурсов:

1. Локальные, например MS DOS
2. Сетевые, например Windows

2. По количеству одновременно работающих пользователей:

1. Однопользовательские, например, MS DOS,Windows 3.x
2. Многопользовательские, например Windows XP

3. По количеству одновременно выполняемых задач:

1. Однозадачные, например MS DOS
2. Многозадачные, например Windows

4. По типу интерфейса:

3. Терминальные (Ввод команд через командную строку)
4. Графические (многооконный интерфейс)
5. Смешанные (где есть и то, и другое)

3.2. Объединение компьютеров в локальную сеть.

• Локальная сеть объединяет несколько компьютеров и дает возможность плользователям совместно использовать ресурсы компьютеров, а также подключенных к сети периферийных устройств (принтеров, плоттеров, дисков, модемов и др.)

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т.е. пользователи самостоятельно решают , какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов и программных приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть –сетью на основе сервера.

Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (адаптер)

Основной функцией сетевого адаптера является прием и передача информации из сети. Соединение компьютеров между собой производится с помощью кабелей различных типов(коаксиального, витой пары, оптоволоконного). Для подключения к локальной сети портативных компьютеров часто используется беспроводное подключение, при котором передача данных осуществляется с помощью электромагнитных волн.

• Топология сети -общая схема соединения компьютеров в локальной сети

Топологии сети могут быть различными:

Линейная сеть (линейная шина)

Кольцевая сеть

Древовидная сеть

Звездообразная сеть

Ячеистая сеть. Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.

В операционной системе Windows пользователь любого компьютера , подключенного к сети, может предоставить доступ к своим дискам, папкам и файлам. Пользователи, работающие за другими компьютерами, могут после этого пользоваться предоставленными ресурсами.

3.3. Защита информации. Антивирусная защита

Компьютерный вирус - программа, которая способна создавать свои копии и внедрять их в различные объекты компьютерных систем без ведома пользователя. Сетевые вирусы распространяются по компьютерной сети. Файловые вирусы внедряются в выполняемые файлы. Загрузочные – в загрузочный сектор диска (Boot-сектор).

Профилактика заражения:

1. Периодически проверяйте компьютер на наличие вирусов.
2. Пользуйтесь дистрибутивными копиями ПО.
3. Сохраняйте файлы, с которыми работаете, на внешнем носителе.
4. Проверяйте перед использованием все дискеты на наличие вирусов.
5. Не запускайте непроверенные файлы.
6. Регулярно делайте резервное копирование.

Антивирусные программы, поставляемые различными фирмами, гарантируют надежную защиту от вирусов, например: AntiViral Toolkit Pro (AVP), имеющая большое количество настроек, выбираемых пользователем, и одну из самых больших антивирусных баз, которую можно обновлять по сети Internet. В настоящее время широкое распространение получила антивирусная программа NOD32.

Вопросы для самопроверки:

1. Назначение процессора
2. Перечислите состав базового комплекта ПК.
3. Перечислите устройства, входящие в системный блок.
4. Что является аппаратной основой ПК
5. Основные характеристики процессора
6. Назначение системной шины.
7. Назначение контроллера.
8. Чем обеспечивается принцип открытой архитектуры ПК
9. Перечислите известные виды компьютеров
10. Схема фон Неймана
11. В чем заключается программный принцип управления ПК?
12. Перечислите состав ПО ПК.
13. Приведите примеры прикладного (системного) ПО
14. Приведите примеры систем программирования
15. Как осуществляется загрузка ОС?
16. Функции  и назначение ОС.
17. Определение локальной сети
18. Какая сеть называется одноранговой ( на основе сервера)?
19. Перечислите известные топологии локальной сети
20. Назначение антивирусных программ

Тема 4

4.Технология создания и преобразования информационных объектов

План:

4.1. Понятие об информационных системах

4.1.1 Возможности настольных издательских систем

4.1.2 Возможности текстового процессора

4.1.3. Возможности динамических (электронных) таблиц

4.1.4.Представление об организации баз данных

4.1.5.Представление о программных средах компьютерной графики. Средства компьютерных презентаций

4.1. Понятие об информационных системах

• Информационная система (ИС)- это система, построенная на базе компьютерной техники, предназначенная для хранения, поиска, обработки и передачи значительных объемов информации, имеющая определенную практическую сферу применения.

ИС- коммуникационная система по сбору , передаче и обработке информации об объекте, снабжающая работника любой профессии информацией по реализации функции управления.

• Информационная среда- совокупность систематизированных данных и знаний.
• Информационные технологии- совокупность методов  и программно – технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение, распределение и отображение информации с целью снижения трудоемкость и процессов использования информационных ресурсов.

Классификация ИС (по используемой технической базе):

1. ИС на базе одного компьютера
2. ИС на базе локальной сети. (обслуживают предприятие, учреждение, фирму)
3. ИС на базе глобальных компьютерных сетей. (все известные службы Интернета, корпоративные ИС)

Классификация ИС (по назначению):

1. Информационно- поисковые системы (ИПС) для оперативного получения ответов на запросы пользователей в диалоговом режиме , например СПС КонсультантПлюс, СПС Гарант
2. Управляющие системы для выработки управляющих решений (САУ и АСУ)
3. Обучающие системы для обучения
4. Экспертные системы основаны на моделях знаний из определенных предметных областей

4.1.1 Возможности настольных издательских систем

MS Publisher-настольная издательская система компании Microsoft, которая предназначена для пользователей, стремящихся выпускать  печатную продукцию высокого качества, не прибегая к помощи профессиональных дизайнеров. В основу положен принцип использования объектно – ориентированной модели. Это означает, что любой объект страницы рассматривается как отдельный объект, который можно добавить на страницу, свободно перемещать, можно также к нему применять специальные параметры форматирования. Каждый такой объект должен быть помещен во фрейм. Фреймы в зависимости от того, для какого типа информации они предназначены, делятся на текстовые и графические.

Поскольку программа MS Publisher основана на объектно–ориентированной  модели, мы не можем начать ввод текста так, как в MS Word, установив курсор в любом месте страницы. Сначала надо воспользоваться кнопкой НАДПИСЬ панели инструментов ОБЪЕКТЫ и вставить текстовое поле (текстовый фрейм), в которое затем будем вводить текст. Если не добавить текстовое поле и начать ввод текста, то MS Publisher автоматически создаст текстовое поле, занимающее всю страницу.

Кроме текста MS Publisher позволяет работать с разнообразными графическими объектами. Приемы работы с графическими объектами с помощью кнопок панели инструментов Объекты в принципе не отличаются от приемов работы с текстовыми полями.  Графические объекты могут быть созданы в других приложениях MS Office и скопированы в MS Publisher

Публикации для печати. С помощью этой опции вы сможете создать любые печатные издания. Вы можете выбрать основную модель для своей работы. Нажав на один из макетов , вы увидите в правом окне его предварительный просмотр в рамке. Когда вы выберите модель, мастер поможет вам при дальнейшей подготовке вашей публикации. Среди многочисленных цветовых схем сможете выбрать ту, которая лучше всего подходит к вашей публикации. Таким же образом задается оформление. Таким образом вы достигаете профессионального уровня оформления страницы. MS Publisher предлагает пользователю свыше 35 мастеров создания публикаций более чем по 30 темам. Общее количество вариантов шаблонов для создания печатных материалов наиболее распространенных типов превышает 8500

4.1.2.Возможности текстового процессора

Текстовый редактор – прикладная программа, предназначенная для создания и обработки текстовых документов.

При подготовке текстовых документов используются три основные группы операции.

• Ввод- машинописный набор с помощью клавиатуры (при наличии аппаратных средств сканированием бумажного оригинала).
• Редактирование (правка)- изменение существующего электронного документа путем добавления или удаления его фрагментов (внесение изменений в готовый текст).
• Форматирование текста- оформление документа, изменение внешнего вида текста, при котором не изменяется его содержание (изменение параметров Шрифта, шараметров Абзаца, создание Списков, оформление и заливка текста и т.д.)

 Текстовые редакторы предназначены для ввода и редактирования текста, например, редактор Блокнот. Текстовые процессоры позволяют кроме ввода и редактирования осуществлять его форматирование, например процессор    Word Pad  и Word.,LibreOffice Writer Текстовые документы хранятся в виде текстовых файлов.

• Текстовый файл- простейшая форма хранения текстовой информации. Он состоит из кодов таблицы ASCII. Каждая строка заканчивается управляющим кодом «возврат каретки» (код 13), начинается управляющим кодом «новая стока» (код 10). Эти коды управляют разделением текста на строки при выводе его на экран или на печать . Сами они при выводе не отображаются. Весь текстовый файл заканчивается специальным кодом «конец файла»( код 26).

Пример:

Данные-единицы текстовой информации: <13> <10>

• Символ- наименьшая единица  символьной информации <13> <10>

• Слово – набор символов, ограниченных пробелами (знаками препинания).

• Абзац- группа смежных строк. Начинается с новой строки и заканчивается нажатием клавиши [ENTER].
• Строка- последовательность символов между левой и правой границами абзаца.

Окно редактора Word имеет строку меню. С помощью пункта меню Вид можно установить необходимые панели инструментов ( Стандартная, Форматирование, Рисование и т.д.)..

Среда текстового редактора -  рабочее поле окна.

Подготовка документа осуществляется в два этапа:

1. Ввод и редактирование текста.
2. Форматирование текста.

Замечания:

1. При подготовке документа целесообразно набрать весь текст, а затем его форматировать
2. Знаки препинания пишут слитно с предшествующим словом, а после знака препинания ставится пробел.

Процессор LibreOffice Writer осуществляет следующие функции форматирования:

1. Выбор гарнитуры шрифта (Гарнитура-это набор шрифтов одного рисунка, но разных начертаний и размеров .Для заголовков Arial, для основного текста-Times New Roman))
2. Выбор и изменение размеров шрифта. (Размер- кегль шрифта. Измеряется в пунктах. 1 пункт=1/72 дюйма. 1 дюйм=2,54 см)
3. Управление начертанием шрифта (обычный, полужирный, курсив, подчеркнутый)
4. Управление методом выравнивания (по левому краю, по центру, по правому краю, по ширине)
5. Задание отступа текста абзаца от левого и правого полей и специального отступа красной строки.
6. Расстановка позиций табуляции
7. Управление междустрочным интервалом (интерлиньяжем).
8. Автоматический перенос слов
9. Построение таблиц.

• Форматирование текста осуществляется внедрением невидимых кодов, управляющих выводом на бумагу или экран. Вставку этих кодов осуществляет текстовый процессор.
• Наименьшей структурной единицей форматированного текста является абзац.
• Абзац имеет собственный стиль. Понятие стиль включает в себя: шрифт, размер, начертание, метод выравнивания строк, метод переноса слов, величину отступа от левого и правого поля листа, величину отступа первой строки, интервал между строками, интервал между абзацами.
• Файл, созданный с помощью редактора Блокнот имеет расширение .txt.
• Файл, созданный с помощью редактора Microsoft Word имеет расширение .doc 
• Файл, созданный с помощью редактора LibreOffice Writerимеет расширение .odt 
• В настоящее время существует 5 кодировок русских букв: Ms Dos, Windows, Macintosh,  ISO, КОИ-8.
• Панель инструментов Рисование расширяет возможности графического оформления документа.
• С помощью пункта меню Вставка можно добавить в документ специальные символы и рисунки.

4.1.3.Возможности динамических (электронных) таблиц

• Электронннная таблица- это структура данных в виде прямоугольной матрицы, в которой числовые значения одних клеток (ячеек)таблицы могут автоматически вычисляться через знначения других ячеек         

                                Независимые поля                                    Зависимые поля

• Ячейки таблицы,содержащие исходные данные для расчетов, называются независимыми полями.

• Ячейки таблицы, содержащие формулы для расчетов, нназываются вычисляемыми (зависимыми полями)
• Табличный процессор – это прикладная программа предназначенная для работы с электронными таблицами. (например, Excel, LibreOffice Calc)

Структура электроннной таблицы

                                            Имена столбцов (A-IV: 256 столбцов в Excel, A-AMG, 1048576 столбцов в LibreOffice Calc )

                                                     Диапазон С2:D3

                                              Ячейка В2

Имена строк (1-65536 в Excel, 1048576 столбцов в LibreOffice Calc)

Рабочая книга является основным документом , используемым в Excel и Libre Office Calc. Она состоит из отдельных листов. Рабочий лист (таблица) разделен на строки и столбцы.  В книге 16 листов. На пересечении строк и столбцов расположены ячейки. Они содержат данные.

Ввод формулы начинается со знака равенства

Способы фиксации данных:

1. Клавиши управления курсором
2. [ENTER]
3. Щелчок левой кнопкой «мыши»
4. ∨ в строке формул

Замечания:

1. При работе в Excel и LibreOffice Calc в пункте меню Вид установить панели Стандартная и Форматирование, а также строку формул
2. Вводимая формула (данные) отображаются в строке формул. Строка формул используется при редактировании содержимого ячейки. В ячейке отображается результат вычисления
3. Для копирования информации в соседние ячейки памяти используется маркер автозаполнения (утолщение в правом нижнем углу выделенной активной ячейки  таблицы)
4. Расширение файла , созданного Excel, .xls Расширение файла , созданного LibreOffice Calc,ods
5. Форматирование содержимого ячеек осуществляется с помощью пункта меню Формат/Ячейка.

Адреса ячеек , используемые в формулах, вводятся прощелкиванием «мышью» по соответствующим ячейкам (или вводятся с клавиатуры в английском алфавите).

Excel  и Libre Office Calc предоставляет  возможность работы с диаграммами 

• Диаграмма-  это средство наглядного графического отображения информации, предназначенное для сравнения нескольких величин или нескольких значений одной величины, слежения за изменением их значений.

При графической обработке числовой информации надо выделить диапазон ячеек , по которым будет строиться диаграмма. Если в диапазон ввести заголовки полей, то заголовки будут отображаться как пояснительные надписи.

Типы диаграмм

1. Круговая диаграмма служит для сравнения нескольких величин в одной точке. Полезна, если величины в сумме составляют 100%.
2. Столбчатая диаграмма служит для сравнения нескольких величин в  нескольких точках.
3. Линейная служит для отслеживания изменения нескольких величин

.

Мастер диаграмм

1. Мастер диаграмм расположен в панели инструментов.
2. Мастер диаграмм подготавливает создание диаграммы и работает  в несколько этапов. Переход от этапа к этапу осуществляется при нажатии кнопки «Далее». После щелчка по кнопке  «Готово»диаграмма создается и печатается на рабочем листе.
3. Если внести изменения в данные , на основании которых строилась диаграмма, то диаграмма изменится

4.1.4.Представление об организации баз данных

• База данных – организованная совокупность данных на магнитном диске.

Классификация баз данных

1. По характеру:

1. Фактографические- краткие сведения об объектах в строго определенном формате (каталоги, картотеки)
2. Документальные – документы в разном формате (текст, графика, звук)

2. По способу хранения:

1. Централизованные (вся информация на одном ПК)
2. Распределенные (в локальных и глобальных сетях)

3. По структуре организации данных

1. Реляционные (табличные)
2. Иерархические
3. Сетевые

Структура реляционных баз данных

Реляционный тип баз данных является часто используемым и универсальным.

Любая система данных может быть отражена с помощью таблиц.

Строки таблицы-записи

Столбцы- поля

(Реляционный (relation)- отношение (взаимосвязь) между полями таблицы.)

Любая таблица содержит информацию о некотором процессе (системе)

Любая запись (строка) информация об объекте (событии) данной системы.

Значение поля (столбца)- это определенная характеристика ( свойство объекта)

Элементы реляционной базы данных

Главный ключ- это поле или совокупность полей, которое однозначно определяет запись в таблице, т.е. идентификатор записи.

Типы полей:

1. Символьные
2. Числовые
3. Дата
4. Логические

Тип величины определяется свойствами:

1. Множеством значений, которые может принимать величина
2. Множеством операций, которые можно выполнять с этой величиной
3. Формой внутреннего представления в памяти ПК

 Основные  термины и понятия

База данных - это место , где хранится информация.

Коробку с пронумерованными карточками можно назвать базой данных. Точно также базой данных можно назвать шкаф, содержащий всю деловую информацию компании. Если ввести эту информацию в компьютер и обзавестись программой, способной искать , редактировать и выводить на принтер эту информацию, получим настоящую базу данных. Посмотрим на ярлыки на ящиках бумаг для компании. Они указывают, что в одном ящике содержится информация о сотрудниках, в другом- о клиентах, в третьей- счета. в терминах базы любой из этих ящиков будет называться таблицей.  Таблица Клиенты содержит всю необходимую информацию о клиентах. Таблица Счета содержит данные о счетах. Все таблицы разные. но у них есть общее, они содержат информацию о компании, поэтому относятся к одной базе данных. Откроем ящик шкафа. В ящике со счетами- множество счетов. Каждый содержит информацию об одном заказе. Это и называется записью. А каждая запись в ящике Клиенты может содержать имя, адрес и прочие данные о клиенте. Каждый пункт этой записи , например, имя или номер телефона называется полем.

Запуск Access.

1. Нажать кнопку Пуск на панели задач.
2. Открыть в главном меню пункт Все программы
3. Выбрать Microsoft Office/ Microsoft Office Access
4. При запуске программы выберите Файл/Создать/Новая база даны

На экране появится окно диалога Новая база данных. Access предложит имя db.mdb. Задайте свое имя и нажмите кнопку Создать.

Объекты Access

Таблицы, запросы и отчеты являются основными объектами базы данных. Их разрабатывает разработчик базы. Пользователь  использует эти объекты без вмешательства в их структуру

Таблицы- основные объекты базы данных, в них хранятся данные. Все остальные объекты являются производными и создаются только на базе ранее подготовленных таблиц.

Запросы- это производная таблица, в которой собираются данные из других таблиц, т. е. специальные структуры, предназначенные для обработки базы данных. С помощью запросов данные упорядочивают, фильтруют, отбирают, изменяют, объединяют.

Формы- это объекты, с помощью которых в базу вводятся новые данные или просматриваются имеющиеся. Формы- это экранные объекты.

Отчеты позволяют выбрать из базы данных требуемую пользователем информацию и оформить ее в виде документов, которые можно просмотреть и напечатать. Отчеты отличаются от форм тем, что предназначены не для ввода данных, а только для вывода, а также тем, что создают не экранные , а печатные копии

Вывод: Запросы и отчеты выполняют основную функцию информационных систем- извлечение, преобразование и представление информации

Структура таблицы

Современные Системы Управления Базами Данных (СУБД) позволяют хранить в виде файлов данные любых типов: числовые, текстовые, графические, звуковые, видео

Данные в базах хранятся в виде таблиц.

Каждая таблица имеет свою структуру.

Структура таблицы определяется составом ее полей и их свойствами. Важнейшими свойствами полей являются тип поля и размер поля. Для хранения разных типов данных используют поля соответствующих типов.

Типы  полей:

Текстовый- текст, включая числа, над которыми не производятся вычисления. Размер поля до 255 символов.

Поле МЕМО- текст, длиной до 64 тысяч символов. Текст может содержать числа, над которыми не производятся вычисления.

Числовой- числовые данные для математических вычислений. Для финансовых расчетов этот тип непригоден.

Дата/время- этот тип используется для хранения даты  и времени.

Денежный- используется для финансовых расчетов. В целой части числа можно записать до 15 символов. В дробной- до четырех. К числам дописываются наименования валют.

Счетчик- автоматически нумерует записи.

Логический- Может содержать только одно из двух возможных значений, например, «да-нет»

Поле OLE- -документы, подготовленные в Word, Excel, рисунки, звуки.

Гиперссылки- поле для хранения гиперссылок

Приемы работы с таблицами базы данных        

Строки в таблице называются записями. Столбцы- полями

Строка состояния в нижней части окна называется полем номера записи. Это поле содержит кнопки перехода, с помощью которых можно эффективно перемещаться по таблице.

Каждая запись имеет слева кнопку (маркер записи). Щелчок на этом маркере выделяет всю запись, после чего ее можно копировать, удалять. Щелчок правой кнопкой по выделенной записи открывает контекстное меню для операций с записью.

Маркер, находящийся в левом верхнем углу таблицы- маркер таблицы. Щелчком на нем выделяют всю таблицу, а правый щелчок открывает контекстное меню для операций с таблицей.

Если содержимое поля (заголовка столбца) не полностью умещается в ячейке таблицы, столбец можно расширить. При наведении указателя мыши на границу между столбцами указатель меняет форму. Теперь границу можно перемещать методом перетаскивания, а двойной щелчок, выполненный в этот момент, автоматически устанавливает ширину столбца, равной длине самого длинного значения в данном поле.

Щелчок на заголовке столбца выделяет весь столбец, а щелчок правой кнопкой на выделенном столбце открывает контекстное меню. В нем есть очень интересные пункты, позволяющие отсортировать записи по данному полю, вставить новый столбец, скрыть столбец. Скрытый столбец не исчезает из базы, а только перестает отображаться на экране. Чтобы снова его отобразить. надо навести указатель на границу между столбцами в том месте, где был скрыт столбец и выполнит двойной щелчок. Скрытый столбец опять станет видимым.

4.1.5.Представление о программных средах компьютерной графики. Средства компьютерных презентаций

• Графический редактор-  прикладная программа предназначенная для создания и обработки графических изображений.

Хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами: как растровое изображение или как векторное изображение. Примеры графических редакторов: Paint, Adobe PhotoShop.

Adobe PhotoShop - профессиональный растровый редактор. Чаще используется не для рисования , а для коррекции сканированных изображений.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для отображения на экране монитора.

Инструменты графического редактора- графические примитивы (линейка(отрезок), прямоугольник, эллипс, позволяющие изображать простые фигуры)

Функции графического редактора:

1. Создание рисунков из графических примитивов
2. Применение различных цветов и кистей , т.е. линий разной ширины и конфигурации.
3. Рисование от руки с помощью манипулятора «мышь»
4. Перемещение фрагментов рисунка по экрану
5. Увеличение фрагментов рисунка
6. Добавление к рисунку текста
7. Запоминание на внешних носителях

Среда графического редактора (инструментальная часть):

1. Набор пиктограмм (условных значков) с изображением инструментов, которыми можно воспользоваться в процессе рисования (редактирования) рисунка: примитивы, ножницы, ластик, кисточка.
2. Палитра для выбора цвета изображения
3. Меню команд редактора

Рабочее поле экрана называется холстом.

Режимы работы:

Работа с рисунком. В этом режиме на рабочем поле находится изображение инструмента.

1. Выбор и настройка инструмента. Курсор – указатель находится в поле экрана с изображением инструмента (меню инструментов).
2. Выбор рабочих цветов. Курсор в поле экрана с изображением цветовой палитры.
3. Режим работы с внешними носителями (запись на диск, считывание с диска, вывод на печать).

Векторные редакторы

Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг.

Положение этих объектов определяется координатами точек и длиной радиуса.

Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих пунктирная), толщина, и цвет.

Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно- цифровая информация и обрабатывается специальными программами.

Минимальным объектом, используемым в векторном графическом редакторе является объект (дуга, отрезок. Прямоугольник)

Примером векторного графического редактора является редактор Corel Draw.

Инструменты редактора PAINT

1. Чтобы линия  получилась вертикальной (горизонтальной) надо удерживать клавишу [Shift]
2. Чтобы эллипс стал кругом надо удерживать клавишу [Shift]
3. Чтобы прямоугольник стал квадратом надо удерживать клавишу [Shift]
4. Для отмены последнего действия Правка/отменить
5. Удалить :

1. Выделить
2. Нажать правую кнопку «мыши» и выбрать «очистить выделение»

6. Инструмент надпись

1. Нажать левую кнопку мыши, протянуть вправо и вниз. Получится рамка. После того как отпустите кнопку, в ней появится курсор.
2. Щелкните правой кнопкой мыши внутри текстовой рамки. Откроется меню. Выберите пункт Атрибуты текста. Появится панель Шрифты. Выберите Кириллица.

7. С помощью инструмента Выделение можно перетащить выделенный объект.
8. Масштаб (лупа) для увеличения фрагмента изображения.
9. Кривая:

1. Сначала рисуется прямая (не отпуская левой кнопки «мыши»)
2. Устанавливается указатель на нужном месте, нажимается левая кнопка «мыши», осуществляется протягивание в нужную сторону ( изгиб прямой).

10. Инструмент Заливка используется для закраски готового объекта
11. Поворот объекта: Рисунок/Повернуть
12. Размножение объекта: выделить. Щелкнуть правой кнопкой «мыши»-выбрать «копировать» из появившегося контекстного меню.

Средства компьютерных презентаций

Презентация (от английского «presentation»- -представление) –это набор цветных картинок-слайдов на определенную тему, который хранится в файле специального формата с расширением .PPT.

На каждом слайде можно разместить текстовую и графическую информацию.

Термин «презентация» (иногда говорят –«слайд- фильм») связан прежде всего с информационными и рекламными функциями картинок, которые рассчитаны на определенную категорию зрителей.

Любой доклад можно подготовит в форме презентации.

В пакет MS Office входит приложение MS Power Point, предназначенное для создания и редактирования произвольных презентаций.

В работе с MS Power Point выделяются две основные группы операций:

1. Создание и редактирование картинки- слайда
2. Монтаж из этих картинок презентации (слайд- фильма)

Вопросы для самопроверки:

1. Назначение настольных издательских систем
2. Особенности ввода текста в MS Publisher
3. Как осуществляется ввод графических объектов в MS Publisher
4. Назначение опции Публикации для печати в MS Publisher
5. Определение табличного процессора
6. Из чего состоит адрес ячейки?
7. Какой размер электронной таблицы (количество строк, столбцов)?
8. Где отображается и редактируется формула?
9. Какие существуют способы фиксации данных в ячейке?
10. Какие типы данных используются в Excel?
11. Перечислите основные виды диаграмм.
12. С какого знака осуществляется ввод формулы в Excel?
13. Чем отличается фактографическая база данных от документальной
14. Как классифицируются Бащзы данных по способу хранения (структуры)
15. Перечислите объекты MS Access
16. Что является записью (полем) в MS Access
17. Перечислите основные типы полей в MS Access
18. Перечислите типы графических редакторов
19. Перечислите графические примитивы
20. Перечислите функции графического редактора
21. Что является средой графического редактора?
22. Что является минимальным объектом, используемым в векторном графическом редакторе?
23. Что такое растр?
24. Назначение видеопамяти.
25. Назначение видеопрпоцессора.
26. Перечислите основные группы операций: в MS Power Point

Тема 5

5.Телекоммуникационные технологии

План:

5.1. Представления о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий

5.2.Методы и средства создания Web- сайтов в Интернете

5.3. Возможности сетевого программного обеспечения

5.1. Представления о технических и программных средствах телекоммуникационных технологий

Компьютерные сети- это системы компьютеров, связанные каналами передачи информации.

Небольшие компьютерные сети, работающие в пределах одного помещения, называются локальными сетями (ЛС).

Компьютер-  сервер – это центральный компьютер, который распределяет между многими пользователями общие ресурсы.

Глобальная компьютерная (телекоммуникационная сеть)- объединение многих локальных сетей и отдельных компьютеров, находящихся на больших расстояниях друг от друга

Телекоммуникация- процесс обмена информации по глобальной сети.

Аппаратные средства сети

Схема связи между абонентом и узлом сети по телефонной линии

Клиент-программа                                                                   Сервер- программа

Линии связи:

1. Кабельные (витые пары, коаксильные кабели, оптико- волоконные кабели)
2. Телефоннные
3. Радио (радиорелейные, спутниковые)

Модем- это устройство согласования цифрового сигнала с аналоговой (телефонной) линией связи (модуляция- демодуляция 1200бит/с… 27 Кбит/с)

Хост- компьютер- узловой компьтер. Обладает высокой производительностью, большой памятью ВЗУ, постояннно включен для работы в сети.

Шлюз-сервер (компьтер предназнначенный для обработки запросов отпрограмм- клиентов), обеспечивающий внешнюю связьлокальной сети с другой локальной сетью или глобальной сетью, использующей инной протокол передачи даннных.

Программное обеспеченние сети

Технология клиент/сервер –организация программного обеспечения, принятая в современных компьютерных сетях.

Клиент- программа :

1. Подготавливает запрос пользователя
2. Передает его по сети
3. Принимает ответ от узла сети.

Сервер-программа:

1. Принимает запрос пользователя
2. Подготавливает ответ
3. Передает его по сети абоненту

Протокол работы сети- это стандарт, определяющий формы представления и способы пересылки сообщений, процедуры их интерпретации, правила совместной работы различного оборудования

5.2.Методы и средства создания Web- сайтов в Интернете

Публикация  Web- сайтов в Интернете  становится общедоступной.

Не следует заполнять Интернет бессодержательной информацией.

Используя простой текстовый редактор ( например, «Блокнот»), можно создавать Web -страницы путем описания их на языке HTML

HTML-редакторы –высокоуровневые средства создания Web- страниц. Современные версии MS-Wordвключают в себя  Web-мастер. Создание сата начинается с проектирования его структуры. Страницы, составляющие сайт, должны быть связаны между собой гиперссылками. Они могут содержать гиперссылки и на другие (внешние) сайты. Публикация Web-сайта заключается в его размещении на Web- сервере провайдера.

5.3. Возможности сетевого программного обеспечения

Услуги глобальных сетей

Электронная почта  Телеконференции  WWW в Интернете  Прочие услуги сетей

Web-браузер- клиент программа WWW,организующая доступ пользователя к информационным ресурсам «Всемирной паутины»

Электронная почта (E-mail) –это система обмена электронными письмами в компьютерных сетях .

Электронное письмо состоит из электронного адреса, текста письма, приложений(файлы с текстами, графикой)

Структура электронного адреса

Имя почтового ящика@составное имя узла сети

Составное имя состоит из доменов.

Домен- общая часть имени у группы компьютеров в Интернете

Пример электронного письма

Куда: frolov@mgu/msk.ru

Откуда:  Somov@pgu.perm.ru

О чем: Приглашаем на юбилей.

           С уважением У. Сомов

World Wide Web  (WWW)– это распределенная информационная система (“всемирная паутина”) с гиперсвязями , существующая на технической базе мировой компьютерной сети Интернет.

Телеконференция- это система обмена информацией на определенную тему между абонентами сети

Вопросы для самопроверки:

1. Состав программного (аппаратного) обеспечения сети
2. С помощью каких программных средств можно создавать Web-страницы
3. В чем заключаются услуги глобальных сетей

Оглавление

Роль информационной деятельности в современном обществе        

Информационная деятельность человека        

Информация и информационные процессы        

Средства информационных и компьютерных технологий        

Технология создания и преобразования информационных объектов        

Телекоммуникационные технологии        

Используемая литература

1. Информатика / Под. ред. П.П. Беленького .-Ростов-н/Д:Феникс,2010-.-448с.- (Серия "Учеьники,учебные пособия")
2. Инфоматика Семакин И.Г./ И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер –М.: Бином Лаборатория знаний,2011.-144 с.:ил
3. Информатика Семакин И.Г./ И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер –М.: Бином Лаборатория знаний,2011.-165 с.:ил